多信道下混頻設備的制作方法

專利名稱：多信道下混頻設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種混頻設備，尤其涉及一種能夠把包括多個信道的一個多信道信號混頻為包括多個信道的一個輸出信號，并同時保留多信道信號的預定方向和信號能量的下混頻器。
背景技術：
通常，音頻記錄或者影片聲軌(影片混頻)產生為具有兩個以上的聲頻信道，以便給收聽者一個更逼真的感覺即，音頻記錄是真實的。例如，影片混頻可以產生3個信道記錄，提供左前(LF)、右前(RF)和中心(C)信道。影片混頻可以改為產生5個信道記錄，包括LF、RF和C信道，以及后左(RL)和后右(RR)信道，或者在某些情況中，被產生為5.1個信道記錄，包括5個信道記錄的信道加上一個低頻(LFE)信道。
然而，音頻記錄或影片混頻的收聽者可以具有這樣一個音頻系統，它提供的信道比音頻錄音或影片混頻已經產生的信道數更少的信道。通常，當收聽者的音頻系統只支持2個信道(即，立體聲)錄音重放時發生這種情況。在這種狀況下，通過利用合并器(下混頻器)把多信道信號合并或下混頻為2個信道，從而來把此種記錄作為一個2信道記錄提供給收聽者。下混頻例如可能出現在一個編碼器中，在此，一個2信道記錄被提供于媒體(即，CD，DVD等等)之上。下混頻可能出現于收聽者的音頻系統的解碼器處，在此，解碼器把多信道信號下混頻為2信道混頻。
當把一個多信道信號下混頻到2信道時，下混頻器通常使用固定的混頻系數。用于5信道影片記錄的一個常見的下混頻器在把兩個后部信道反相混頻到輸出信道之前把它們混頻在一起。這可以導致后部信道中的任何信號在標準影片解碼器中從后部再生。可是，有關聲音是來自左后部還是來自右后部的信息通常被丟失。
古典音樂的一種常見的下混頻器，例如，利用5信道下混頻的歐洲標準，把兩個后部信道直接混頻成為輸出信道，而沒有任何相位反相。這可以保存后部信道的左/右方向性，但是不保護計劃在收聽者后面聽到的信號的指示。在兩個信道重放中，當通過標準影片解碼器播放時，結果混頻使下混頻信號出現時都好像它就在收聽者的前面一樣。
某些下混頻器可以稍微變化混頻比來企圖保存信號能量，例如，當環繞輸入信號彼此之間相對不關聯時。然而，多信道信號的信號能量和出現方向實質上沒有保存，例如，當輸入信號在輸入信道之間聲像移動(pan)的時候。
此外，標準影片下混頻器和歐洲標準下混頻器在把后部信道混頻到輸出信道中之前都將它們衰減3dB。這種衰減可以導致應用于其中一個后部信道的音響效果響度比原始五個信道混合的低。在這種情況下，后部輸入中的能量沒有保存在輸出信道中。
當將輸入信號下混頻時，上述譯碼器/解碼器的又一個問題存在于聲音事件處理中(即，聲音短脈沖群具有明確定義的開始，并且它可能具有或不具有明確定義的結束，比如來自樂器的音符或語音中的音節)。所使用的下混頻算法使得聲音事件在被下混頻的信號的強音中減少，尤其是在混響存在的情況中。上述的下混頻器使得聲音事件被下混頻到前部信道中。然而，當這些聲音事件被下混頻到前部信道中時，它們可能變得很難聽到甚至聽不到。
此外，把三個前部信道混頻到雙輸出信道中的下混頻器有方向的局部化問題，在此，聲音在三個信道記錄中混頻，以使它們被察覺到像來自左邊(或右邊)前部信道和中心信道之間，當三個信道信號被下混頻到兩個信道并且通過兩個揚聲器再現時，這些聲音被察覺來自不同的地點。實際上，兩個信道下混頻中的聲像幾乎在左邊(或右邊)的揚聲器而不是正好在中心和左邊之間。
因此，存在一種對保持多信道混頻的預定方向和信號能量的下混頻器的需要。另外，存在對一種下混頻器的需要，它在混響存在情況下恰當地混頻輸入信號并且在下混頻處理過程中它加強輸入信號內的聲音事件。

發明內容
提供一種下混頻器系統來產生用于把具有多個輸入信道的多信道輸入信號下混頻到具有多個輸出信道的輸出信號的混頻系數。混頻系數可以響應于被下混頻的(輸出)信號和到下混頻器的輸入信號之間的能量比較而產生，因此輸入信號的能量和預定方向基本上被保存在輸出信號中。輸入信號的輸入信道數可以大于或等于輸出信號中的輸出信道數。此外，或在替換情況中，混頻系數產生可將諸如在環繞輸入信道接收的一個輸入信號的預定方向保存在輸出信號的至少一個輸出信道中。在這種環境中，所保存的預定方向可以被用于一個能夠將環繞信道信息解碼的上混頻器(upmixer)，從而把環繞信道信息放置在上混頻的一個或多個環繞信道中。
混頻系數可以在測試下混頻器環境中產生，其中，測試下混頻器環境可以被用于產生響應于使用測試下混頻器接收的受限帶寬(即，被濾波)的輸入信號所確定的輸入和輸出信號能量的混頻系數。然后，使用測試下混頻器所確定的混頻系數可以在全帶寬下混頻器中使用。
混頻系數值可以通過檢索預定的混頻系數值產生。預定的混頻系數值可以在下混頻器的存儲設備處被存儲在列表格式中，例如一維或二維的表格。該表格可以由輸出能量和輸入能量的比值來指示。在將一個輸入信號下混頻時，當遇到基本上類似的輸出輸入比值時，從將輸入信號下混頻中使用的混頻系數表檢索一個或多個混頻系數是可能的。
可以產生響應于多個輸入信道的輸入能量混頻系數。至少一個輸入信道和至少另一個輸入信道之間的能量比可以被確定，其中，混頻系數產生響應于能量比。混頻系數產生可能包括增加一個或多個混頻系數值或減少一個或多個混頻系數值。此外，可以檢測聲音事件的開始，其中，混頻系數產生可能響應于輸入能量和聲音事件檢測的開始。
經過考查下列附圖和詳細說明之后，本發明的其它系統、方法、特征和優點對于本領域技術人員來說將是，或將變得明顯。可以認定的是，所有這類附加系統、方法、特征和優點包括在說明書和本發明的范圍內，并且受到下列權利要求的保護。


本發明可以通過參考下列附圖和說明而更容易被理解。附圖中的元件不一定是按比例的，而是當說明本發明原理的時候放置的重點。另外，在附圖中，類似的參考數字在所有各個視圖中指示對應部分。
圖1是用于把三信道輸入信號下混頻到雙信道輸出信號的下混頻器設備的功能框圖。
圖2是說明圖1的下混頻器設備的操作流程圖。
圖3是說明圖1的下混頻器和圖9的下混頻器的混頻系數產生的流程圖。
圖4是說明確定圖3的信道能量的流程圖，其可以在把三信道輸入信號下混頻到雙信道輸出信號中使用。
圖5是說明確定圖3的反饋常數的流程圖，其可以在把三信道輸入信號下混頻到雙信道輸出信號中使用。
圖6是說明圖3的信道混頻系數產生的流程圖，其可以在把三信道輸入信號下混頻到雙信道輸出信號中使用。
圖7是根據圖4-6的流程圖所產生用于從中心信道到左信道聲像移動的單個輸入信號的混頻系數圖表。
圖8是用作聲像移動角度的功能混頻系數的圖表，當三信道信號被下混頻并且經由雙信道再現時，該系數在實驗上得出以補償局部中的精細誤差。
圖9是用于把5.1信道輸入信號下混頻到雙信道輸出信號的下混頻器設備的功能框圖。
圖10是說明圖9的下混頻器設備的操作流程圖。
圖11是說明確定的I/P和O/P信道能量以用于圖9的下混頻器的圖3的產生的流程圖。
圖12是說明用于圖9下混頻器的圖3的至少一個反饋常數的產生的流程圖。
圖13是說明產生用于圖9下混頻器的圖3的一個或多個混頻系數的流程圖。
圖14是說明用于圖9的下混頻器而產生的混頻系數的調整的流程圖。
圖15是說明確定圖14的信道能量的流程圖。
圖16-17是說明調整圖14的一個或多個混頻系數的流程圖。
具體實施例方式
提供一種下混頻器系統來產生用于把具有多個輸入信道的多信道輸入信號下混頻到具有多個輸出信道的輸出信號的混頻系數。輸入能量級可以對于至少多個輸入信道而確定，并且混頻系數可以響應于確定至少輸入和輸出能級的一個而產生，這樣輸入信號的信號能量和預定方向基本上被保存。輸出能量級可以對于至少一個輸出信道而確定，其中，混頻系數可以響應于輸入和輸出信號能量而產生，這樣輸入信號的信號能量和預定方向基本上被保存在輸出信號中。
輸出信號中的輸出信道數可以小于輸入信號的輸入信道數，例如當三信道輸入信號被下混頻到一個雙輸出信道輸出信號時。輸入信號的輸入信道數可能等于輸出信號的輸出信道數，例如當下混頻器被用來下混頻環繞信道信息時。
下混頻器可以給輸出信號的收聽者提供輸入信號的明顯方向和相對響度的實質上的精確再現。當將包括前部信道和環繞信道信息兩者的輸入信號下混頻時，下混頻器能夠把前部信道和環繞信道信息獨立地下混頻，以在輸出信號處基本上保存輸入信號的能量和預定方向。被下混頻的環繞和被下混頻的前部信道信息可以被結合(即，加在一起)來產生輸入信號的雙信道混頻。
在把輸入多信道信號下混頻到輸出信號的過程中，下混頻器能夠變更輸入信號的前部輸入信道和環繞輸入信道之間的能量比。能量比變更可以被用于把存在于多信道輸入信號中的混響的基本上精確的再現提供給輸出信號。下混頻的能量比變更可以經由混頻系數調整來完成。另外，可以調整混頻系數來加強聲音事件(即，來自樂器的音符，語音的音節(電話)，等等)。聲音事件可以在一個或多個輸入信道中出現，例如左邊和右邊環繞信道，以在下混頻器的輸出信號處提供聲音事件的充分精確的再現。
用于把具有3輸入和5.1輸入信道的輸入信號下混頻到具有2輸出信道的輸出信號的下混頻器將在下面詳述。然而，顯而易見的是此處的講述可以被應用于具有不同輸入信道數的輸入信號，而且可以被下混頻到具有多于雙輸出信道的輸出信號。
圖1是能夠把包括至少3輸入信道的多信道輸入信號下混頻到包括小于輸入信道數的輸出信道數的輸出信號的下混頻設備的功能框圖，在此是2輸出信道。如圖1中所示，下混頻器100包括通常在102指出的全帶寬下混頻器，其用于把多信道輸入信號下混頻到響應于所產生的左右信道混頻系數ml和mr的輸出信號，這樣輸入信號的信號能量和預定方向被基本上保存在輸出信號中。全帶寬下混頻器102能夠在寬頻率范圍上進行下混頻，例如，在20-20,000頻率范圍上下混頻。其它頻率范圍是可能的。下混頻器100還可以包括測試下混頻器104和控制器106，其中，測試下混頻器104和控制器106可以被用于產生測試混頻系數值，測試混頻系數值可以被用來更新全帶寬下混頻器102的左右混頻系數ml和mr，如下所述，以在輸出信號處容許輸入信號的信號能量和預定方向的基本保存。測試下混頻器可以在有限的頻率范圍內操作，例如700-4000赫茲的頻率范圍。其它頻率范圍是可能的。測試下混頻器操作的有限的頻率范圍可以是有利的，這是因為其允許全帶寬下混頻器102的混頻系數使用人類收聽者特別敏感的頻率范圍來產生。用這種方式來產生混頻系數可以允許在輸出信號產生更精確地反映輸入信號響度的混頻系數，其被人類收聽者感知。
因為能量和預定方向在使用測試混頻系數的測試下混頻器104被基本上保存，如果在全帶寬下混頻器中使用，則測試混頻系數值將允許全帶寬下混頻器的輸入信號的能量和預定方向被基本上保存在輸出信號中。當測試下混頻器104和控制器106產生混頻系數的時候，生成值就可以被用來更新全帶寬下混頻器102的混頻系數。
如圖1中所示，全帶寬下混頻器102能夠把具有3信道，例如被下混頻的左(LI)、中心(CI)和右(RI)輸入信道的輸入信號下混頻到具有2信道，例如左輸出(LO)和右輸出(RO)信道的輸出信號。
全帶寬下混頻器102包括第一混頻器108和第二混頻器110，第一和第二混頻器分別指定包括左信道混頻系數ml和右信道混頻系數mr的混頻系數，以用于CI信道與和LI和RI信道的混頻。CI信道可以與LI和RI信道混頻來產生各自的L’和R’信道。第一混頻器108與第一移相器112相連接來把所期望的相移提供到L’信道，從而產生輸出信號的LO信道。類似地，第二混頻器110與第二移相器114相連接來把所期望相移施加到R’信道，從而產生輸出信號的RO信道。移相器112和114能夠把純相移提供給L’和R’信道信息，這樣L’和R’的能量和幅度在任何頻率都不受影響。
測試下混頻器104可以包括第一測試混頻器116和第二測試混頻器118。第一測試混頻器116能夠分別接收受限帶寬(即，被濾波)LI和CI信道信息LILim和CILim的至少一個，并且使用測試左信道混頻系數ml’來混頻LILim和CILim以形成受限帶寬測試混頻器左輸出信道LOLim。類似地，第二測試混頻器118能夠接收受限帶寬RI信道信息RIlim和CILim信道信息中的至少一個，并且使用測試右信道混頻系數mr’混頻RILim和CILim以形成測試混頻器104的受限帶寬RO輸出信道ROLim。
控制器106與第一混頻器108、第二混頻器110、第一測試混頻器116以及第二測試混頻器118相連接。控制器106能夠接收輸入信號的LI、CI和RI信道信息中的一個或多個，并且能夠確定在測試下混頻器104中使用的受限帶寬(即，被濾波)信道信息，例如LILim、CILim和RILim。另外，控制器106能夠接收輸出信道信息，例如來自全帶寬下混頻器102的輸出信道信息LO和RO，和/或來自測試下混頻器104的受限帶寬輸出信道信息LOLim和ROLim，并且如下所述通過使用測試下混頻器104能夠產生一個或多個混頻系數值，例如，全帶寬下混頻器102的混頻系數ml和mr。控制器106還可以與存儲設備120相連接來提供一個或多個可以被控制器106使用的儲存設備，例如在下混頻器操作過程中的工作存儲器和/或程序存儲器。
圖2是說明在把多信道(即，＞2信道)輸入信號下混頻到具有小于輸入信號的信道數的輸出信道中下混頻器100的操作流程圖，在此輸入信號和輸出信號的信道分別為3信道和2信道。如圖2所示，在200，輸入信道信息在全帶寬下混頻器102被接收，例如LI、CI和RI信道信息。
在202，控制器106能夠產生第一和第二混頻器108和110所使用的混頻系數ml和mr中的至少一個以將LI、CI和RI信道信息混頻，例如如下所述使用測試下混頻器104來完成。在204，全帶寬下混頻器102可以在第一混頻器108混頻LI和CI信道以形成L’信道，如
L’＝LI+ml*C. (等式1)在206，第一移相器112然后可以把期望相移提供給L’信道信息，其中，在212，結果信道信息被提供為輸出信號的LO信道。
類似地，第二混頻器110可以在208將RI和CI信道混頻以形成R’信道，如R’＝RI+mr*C. (等式2)然后，在210，第二移相器114可以把任何期望相移提供給R’信道信息，其中，在212，結果信道信息被提供為輸出信號的RO信道。
在圖2的流程圖中，盡管產生步驟202被顯示為出現在具體位置，但是很顯然的是，混頻系數的產生可以在全帶寬下混頻器102的操作過程中的任何時候被完成，和/或可以在全帶寬下混頻器102的操作過程中的多個時間間隔完成。
在202，混頻系數ml和mr可以在全帶寬下混頻器102的操作過程中在同一或在分開的時間產生。另外，在某些情況下，所希望的可能是只產生將被全帶寬下混頻器102使用的單個混頻系數，例如ml或mr。此外或在替換情況中，產生步驟202可以在輸入信號的混頻過程中被周期性地完成，例如在某些時間間隔(即，每1.5毫秒或10毫秒)，或在處理了輸入信道信息的具體數量之后(即，輸入信道信息的64個樣本或640個樣本)。當產生混頻系數ml和mr中的一個或兩者的時候，控制器106就可以用一個用于所更新混頻系數中的一個或兩者的更新值來更新相應的第一和/或第二混頻器108和110。混頻系數值的這樣的更新可以出現在輸入信號到輸出信號的下混頻過程中的任何時間。
混頻系數產生將通常相對于圖3的流程圖來描述。圖3-8和11-13的流程圖和圖表將在圖3的環境中說明，來描述不同環境的混頻系數的產生。
圖3是說明混頻系數產生步驟202的流程圖，例如，左右信道混頻系數ml和mr。混頻系數產生例如可以出現在測試混頻器104和控制器106。如圖3中所示，在300，輸入和輸出信道能量中的至少一個可以被確定，例如通過控制器106，使用測試下混頻器104來完成。在302，控制器106然后可以確定一個或多個反饋常數，例如，來平滑/穩定混頻系數值的產生，尤其是在迅速地變化輸入信道信息的情況存在時。在304，控制器然后可以產生一個或多個混頻系數，例如響應于信道能量和/或一個或多個反饋常數的測試混頻系數ml’和mr’。全帶寬下混頻器102的混頻系數可以用測試混頻系數值來更新。
如下所述，控制器106一般用受限帶寬輸入信號信息來產生混頻系數值，例如對LI、CI和/或RI信道信息濾波來增強音頻頻率，例如在700-4000赫茲頻率范圍中。濾波可以增強其它頻率范圍。對輸入信道信息濾波可以允許所產生的混頻系數來更精確地反映人類收聽者感知的聲音響度。盡管全帶寬下混頻器102一般是能夠在寬頻率范圍之上對輸入信號下混頻的寬帶下混頻器，例如20赫茲-20千赫，但是人類聽覺可能對中間頻率的能量含量特別敏感，例如700-4000赫茲頻率范圍，并且確定響應于中間頻率范圍的混頻系數是有利的，因為其允許輸入信號響度被保存在人類收聽者最敏感的頻率中。替換地或此外，控制器100可以使用全帶寬輸入信道信息來產生混頻系數值(即，非濾波的輸入信道信息)。
一個或多個混頻系數的產生將在以下對于不同情況詳述。例如，圖4-6是說明控制器106的操作的流程圖，其使用測試下混頻器104來產生可以用于把三信道輸入信號下混頻到雙信道輸出信號的混頻系數。圖7是說明由下混頻器100根據圖4-6的流程圖用具體輸入信號產生混頻系數的圖表，這樣輸入信號的能量和預定方向基本上保存在輸出信號中。圖8是說明在實驗上對于具體輸入信號確定的理想混頻系數的圖表，這樣輸入信號的能量和預定方向在輸出信號基本保存。在產生圖7和8的圖表中使用的輸入信號方案可以在產生如下所述的預定混頻系數值中使用。可以使用其它輸入信號方案。圖11-13說明能夠把5.1輸入信道下混頻到雙輸出信道的混頻系數的產生。
圖4-6是說明圖3的混頻系數產生的流程圖，其可以用來把三信道輸入信號下混頻為雙信道輸出信號。
圖4是說明在300中確定輸入和輸出信道能量中至少一個的控制器106和測試下混頻器104的操作的流程圖。如圖4中所示，在400，包括LI、CI和RI信道信息的輸入信道信息在控制器106被接收。在400，所接收的輸入信道信息可以包括作為輸入信號被接收的音頻信息的一個或多個數字信號樣本，該輸入信號表示LI、CI和RI信道信息中的至少一個。
在402，輸入信道信息可以被控制器106濾波，以形成受限帶寬輸入信道信息LILim、CILim和RILim。例如，輸入信道信息可以被濾波以基本上加強輸入信號的音頻頻率，比如在700到4,000赫茲頻率范圍中。在404，受限帶寬輸入信道能量然后可以分別被用于LI和RI信道的控制器106確定，為ELILim＝LILim2+CILim2，和(等式3)ERILim＝RILim2+CILim2(等式4)在406，受限帶寬LO和RO信道信息LOLim和ROLim可以在測試下混頻器104確定，如LOLim＝LILim+ml’*CILim和(等式5)ROLim＝RILim+mr’*CILim(等式6)在408，受限帶寬輸出信道能量可以分別用于LO和RO信道的控制器106確定，為ELOLim＝LOLim2和 (等式7)EROLim＝ROLim2(等式8)在404和408被確定的受限帶寬輸入和輸出信道能量一般由控制器106在控制器106接收的輸入信道信息的多個樣本上進行平均。多個樣本包括第一時段，其可以包括例如在400接受的輸入信道信息的64個抽樣。
受限帶寬輸入和輸出信道能量被確定為用于LILim、LOLim、RILim和ROLim信道的總受限帶寬能量，其可以在410被分別平均為ELISum、ELOSum、ERISum、EROSum信道能量，其中ELISum＝ELISum+ELILim(等式9)ERISum＝ERISum+ERILim(等式10)ELOSum＝ELOSum+ELOLim和 (等式11)EROSum＝EROSum+EROLim(等式12)接下來在412，判斷平均值是否完成。當在412確定平均值沒有完成時，流程回到如上所述在400接收輸入信道信息。然而，當在412確定第一時段完成的時候，在414，總受限帶寬輸入和輸出信道能量被分別確定為總受限帶寬左右信道輸入和輸出能量EINLLim、EINRLim、EOUTLLim和EOUTRLim，其中EINLLim＝ELISum+ECISum(等式13)EINRLim＝ERISum+ECISum(等式14)EOUTLLim＝ELOSum和 (等式15)EOUTRLim＝EROSum(等式16)當在300確定輸入和輸出信道能量中至少一個的時候，一個或多個反饋常數可以在302根據圖5的流程圖確定。
圖5是說明在確定至少一個用于產生混頻系數來把三信道輸入信號下混頻到雙輸出信道的反饋常數中控制器106操作的流程圖。在500，判斷總LO信道能量EOUTLim是否大于總受限帶寬LI信道能量EINLLim。當在500確定總受限帶寬LO能量不大于總受限帶寬LI能量時，左信道反饋常數fbl可以在502被控制器106產生為fbl＝0.98*fbl (等式17)左信道反饋常數fbl可以被初始化為例如1的值。可以使用反饋常數的其它初始值，例如在0和1之間。然而，當在500判斷總受限帶寬LO信道能量大于總受限帶寬LI信道能量時，左信道反饋常數在504由控制器106產生為fbl＝0.98fbl+gfb((EOUTLLim/EINLLim)-1) (等式18)其中，gfb可以為值0.04。gfb的值可以在實驗上有考慮地選擇，例如一個高的gfb值可以使得反饋回路不穩定，且一個低的gfb值可以基本上減少或消除反饋作用。
當在502或504產生反饋常數的時候，在506確定是否總受限帶寬RO信道能量EOUTRLim大于總受限帶寬RI信道能量EINRLim。當在506確定總受限帶寬RO信道能量不大于總受限帶寬RI信道能量的時候，右信道反饋常數fbr可以在510由控制器106產生為fbr＝0.98*fbr (等式19)fbr的值最初可以被設置為1。然而，當確定總受限帶寬RO信道能量大于總受限帶寬RI信道能量時，右信道反饋常數fbr可以在508由控制器106產生為fbr＝0.98fbr+gfb((EOUTRLim/EINRLim)-1) (等式20)盡管未示出，但是很顯然的是，在確定反饋常數fbl和fbr中的一個或兩者之前，總受限帶寬LO信道能量、總受限帶寬RO信道能量、總受限帶寬LI能量和/或總受限帶寬RI能量可以被濾波，例如低通濾波。濾波可以在控制器106完成，例如低通濾波。低通濾波可以使用例如70毫秒的時間常數。其它時間常數可以被使用。此外，明顯的是，至少一部分濾波可以不由控制器106執行，而是由一個或多個配備為硬件設備的濾波器來完成。
回到圖3，當在302確定一個或多個反饋常數時，一個或多個測試混頻系數可以在304由控制器106產生，其相對于圖6的流程圖來描述。如圖6中所示，測試左信道混頻系數ml’可以在600由控制器106產生為ml’＝0.71+fbl*lf+fbr*rf(等式21)其中，fbl和fbr具有以上關于圖5確定的值，lf具有值-1，和rf具有值0.3。lf和rf的值可以被用來分別偏置測試混頻系數ml’和mr’。當三信道信號被下混頻和經由雙信道再生時，測試混頻系數可以使用lf和rf被偏置，例如用來補償局部中的精細誤差(即，預定方向)。lf和rf的其它值可以被使用。
在600產生測試左信道混頻系數ml’的值之后，測試混頻系數ml’的值可以在602被限制為一個0和1之間的值。例如，當ml’被確定小于0時，ml’被設置為值0，和當ml’被確定大于1的時候，ml’被設置為值1。
測試右信道混頻系數mr’然后可以在604由控制器105產生為mr’＝.71+fbl*rf+fbr*lf (等式22)其中，fbl、fbr、rf和lf具有上述根據產生步驟600的值。
在產生測試混頻系數mr’之后，mr’的值可以在606被限制為一個在0和1之間的值。例如，當測試混頻系數mr’被確定小于0時，mr’可以被設置為值0，并且當測試混頻系數mr’被確定大于1時，mr’可以被設置為值1。
例如使用反饋常數fb確定測試混頻器下混頻器左右混頻系數ml’和mr’，來基本上將測試下混頻器104接收的受限帶寬輸入信號的能量和預定方向保存在測試混頻器的輸出信號中。因為能量和預定方向使用測試混頻系數在測試下混頻器104基本上保存，所以測試混頻系數值，如果在全帶寬下混頻器102中使用，將允許在全帶寬下混頻器的輸入信號的能量和預定方向基本上保存在輸出信號中。測試混頻系數值ml’和mr’可以在608被用來更新在全帶寬下混頻器102中使用的混頻系數值ml和mr。
更新步驟608可以通過控制器106用測試左信道混頻系數ml’的值來更新第一混頻器102的左信道混頻系數ml來完成，即用ml’的值來替換ml的值。類似地，右信道混頻系數mr可以通過控制器106用測試右信道混頻系數mr’的值來更新第二混頻器104的右信道混頻系數mr來完成，即用mr’的值來替換mr的值。
另外或在替換中，在608，通過在混頻系數用于實際上產生輸出信號的全帶寬下混頻器之前，通過平滑混頻系數，由控制器106更新左右信道混頻系數。這個平滑可以出現在ml和mr的新值計算之間的時間中。例如，大約每二分之一毫秒，全帶寬下混頻器中的ml的值就可以用這種方法改變(即，更新)來使它更接近計算值ml’。做出改變使得在另一個ml’的值在測試下混頻器104被確定之前，ml’的值在全帶寬下混頻器中由ml達到。相對于用測試混頻系數值mr’來更新混頻系數值mr，與此是相同的。
用這種方法，左右信道混頻系數ml和mr可以在304產生用于全帶寬下混頻器102。
圖7是混頻系數的圖表，其可以由下混頻器100根據圖4-6的流程圖而產生，用于出現在CI和LI信道的單個輸入信號。圖7的圖表由在LI和CI信道之間被平滑地聲像移動的單信號產生，其中，輸入信號的預定方向是精確地已知的。圖8是當三信道信號被下混頻并且經由雙信道再現時，用作在實驗上導出的聲像移動角度以補償局部中的精細誤差的混頻系數的圖表。圖8的圖表說明一種計算的理想情況，其中，在LI和CI信道之間有一個平滑地聲像移動的單個信號，并且在此，輸入信號的預定方向是精確地已知的。左信道混頻系數ml的值在圖9和10中使用虛線指示，且右信道混頻系數mr的值在圖9和10中使用實線指示。
顯而易見的是，比如ml和mr的混頻系數可以在202被產生(圖2)，作為響應于輸入信道能量的預定值，并且不需要被實時產生。這類方案可以使用來自測試下混頻器的頻率限制的輸入和輸出能量作為到一個或多個一維或二維查閱表的輸入。從用于下混頻器的操作的進程的解釋可以明顯看出，混頻系數可以取決于輸入能量對輸出能量的比值。對查閱表的輸入是由測試下混頻器確定的輸出/輸入能量比，該查閱表可以被用來直接導出諸如ml和mr的混頻系數。
為了產生存儲在這類查閱表中的預定混頻系數，比如混頻系數ml和mr，可以使用控制器106和一個諸如下混頻器102或測試下混頻器104的下混頻器，其中，用于具體輸入信號方案的輸入信號(即，具有從CI到LI光滑聲像移動的特征，比如被用來產生圖8的圖表)可以由下混頻器處理來確定由輸入信號方案得到的輸出能量和輸入能量之間的比值。下混頻器和控制器106然后可以被用來確定至少一個混頻系數，比如，混頻系數mi和mr，它們可以與具體輸入信號方案使用，這樣在輸入信號預定方向中的信號能量在輸出(被下混頻)信號中基本上保存。可以產生混頻系數，例如根據圖4-6如上所述。
對于具體輸入信號方案的輸出和輸入能量之間的比值可以在存儲設備120被存儲在表格格式中。這樣的表格格式可以包括例如由用于一個或多個輸入信號方案的輸出對輸入能量比值標識的混頻系數ml和mr。例如，可以提供用于ml的混頻系數表，并且通過用于具體輸入信號方案的輸出對輸入信號能量比值來標識。類似地，可以提供用于mr的混頻系數表并且由用于具體方案的輸出與輸入信號能量之間的比值來標識。
在操作中，控制器106可以檢測具體輸入信號方案，確定輸出和輸入能量之間的比值，并且基于該比值查找至少一個混頻系數的值，例如，用于下混頻器的混頻系數ml和mr，以將用于該輸入信號方案的信號下混頻。被檢索到的一個或多個混頻系數允許輸入信號的輸入能量和預定方向在輸出信號中基本上保存。控制器可以用所檢索的混頻系數值來更新下混頻器中的混頻系數值，例如以根據圖6的更新步驟608的上述類似方式。
用這種方法，可以確定預定混頻系數方案庫，并且例如在存儲設備120存儲該庫。該庫可以包括用于混頻系數的混頻系數表，其中，例如，每個混頻系數表提供由輸出對輸入能量比標識的一個或多個混頻系數。混頻系數表可以是其他的配置。在檢索具體輸入信號方案的混頻系數值中，混頻系數庫可以被控制器訪問。
預定的混頻系數產生可以結合根據圖6-8的上述混頻系數產生來使用。例如，控制器可以嘗試識別輸入信號是否滿足具體輸入信號方案的需要，混頻系數庫包括用于該具體輸入信號方案的預定的一個或多個混頻系數。當控制器106確定輸入信號符合混頻系數為之存儲的輸入信號方案的一個時，控制器就可以通過從上述的混頻系數庫中檢索適當的混頻系數來產生混頻系數。然而，當控制器106確定輸入信號不滿足所存儲的輸入信號方案的標準時，控制器就可以結合測試混頻器104來產生用于下混頻器的混頻系數。
另外或在替換中，控制器可以使用允許它識別輸入信號方案的特征的學習算法，預定的混頻系數將對該輸入信號方案是有用的(即，在下混頻器的一個輸入信號中被重復接收的輸入信號方案)。在這類環境中，控制器能夠使用測試下混頻器來確定具體輸入信號方案的并且存儲在存儲設備120中的混頻系數值。當輸入信號方案被隨后識別時，控制器106可以通過從混頻系數表中檢索混頻系數而產生用于該方案的混頻系數。
通過上述檢索混頻系數來產生混頻系數值，控制器可以產生混頻系數值，其可以允許輸入信號能量和預定方向保存在輸出信號中，并且只需要比根據圖4-6所述產生混頻系數所需更少的下混頻器資源。下混頻器資源可以被節省出來供在其它操作中的下混頻器使用。
圖9是根據本發明的下混頻器900的方框圖。下混頻器900能夠接收包括超過雙信道的多信道輸入信號，并且能夠把多信道輸入信號下混頻到包括小于輸入信號信道數的多個信道的輸出信號。下混頻器900包括用于把5.1信道輸入信號下混頻到使用前部信道左右混頻系數ml和mr和環繞信道混頻系數mi和ms中的至少一個的雙信道輸出信號的全帶寬下混頻器901，這樣輸入信號的能量和預定方向基本上保存在輸出信號中。下混頻器900還包括測試下混頻器104’，其可以結合控制器940用來產生前部信道左右混頻系數ml和mr。因為前部信道混頻系數ml和mr可以用圖1的測試混頻器104和控制器106產生混頻系數ml和mr的類似方式來產生，所以測試混頻器104’的操作將不再詳述。下混頻器900還可以進一步包括測試下混頻器950，下混頻器950可以與控制器940用來產生一個或多個環繞混頻系數，例如，環繞混頻系數mi和ms，這樣輸入信號的信號能量和預定方向被充分地保存在全帶寬下混頻器901的輸出信號中。
如圖9所示，前部左輸入(LI)、前部中心輸入(CI)、前部右輸入(RI)、低頻(LFE)、左環繞輸入(LSI)和右環繞輸入(RSI)信道可以在下混頻器900接收。下混頻器900能夠把輸入信號的5.1輸入信道下混頻到一個輸出信號，該輸出信號包括例如雙輸出信道、左輸出(LO)和右輸出(RO)信道。
全帶寬下混頻器901可以包括用于混頻LI、CI和LFE信道的第一LI混頻器902，和用于混頻輸入信號的RI、CI和LFE輸入信道的第一RI混頻器904。在第一LI混頻器902和第一RI混頻器904將CI信道混頻之前，乘法器906和908可以用來把CI輸入信號乘以各自的前部左和右信道混頻系數ml和mr。第二LI混頻器910可以允許環繞信道LSI和RSI中的一個或兩者的分量加到LI’信道信息上，并且可以提供LI移相器912來完成任何期望相移以形成LO’信道信息。類似地，可以提供第二RI混頻器914來把環繞信道LSI和RSI中的一個或兩者的分量加到RI’信道信息，并且可以提供RI移相器916來完成任何期望相移以形成RO’信道信息。
可以提供LSI混頻器918來把RSI信道的分量加到LSI信道，并且可以提供乘法器922來計算LSI混頻系數，例如對應于LO信道的虛部LSI’的mi環繞混頻系數。可以提供LSI移相器924來完成對LSI’信道信息的任何期望相移以形成LSO’信道信息。類似地，可以提供RSI混頻器930來把LSI信道分量添加到RSI信道，乘法器932允許計算mi環繞混頻系數，并且RSI移相器934可以用來提供對RSI’信道信息的任何期望相移以形成RSO’信道信息。
可以提供乘法器919和921來計算ms環繞混頻系數。例如，ms環繞混頻系數可以被用來控制大量的LSI和RSI信道，這些信道被加到各自的前部信道輸出通路，例如被分別加到LI’和LO’信號。
可以提供LO混頻器936來混頻LSO’和LO’信道信息以形成輸出信號的輸出信道LO。類似地，RO混頻器938可以被用來將RO’和RSO’信道信息混頻以形成輸出信號的RO輸出信道。
測試下混頻器950可以包括第一測試加法器952和第二測試加法器954。第一測試加法器952與第一測試混頻器956和第二測試混頻器958相連接以在測試混頻器950計算測試環繞混頻系數mi’和ms’。類似地，第二測試加法器954進一步與能夠在測試下混頻器950中分別計算測試環繞混頻系數ms’和mi’的第三測試混頻器960和第四測試混頻器962相連接。
控制器940可以與一個或多個輸入信道相連接，例如與LSI、LI、CI、LFE、RI和RSI輸入信道相連接，以及與全帶寬下混頻器901的一個或多個乘法器906、908、919、921、922和932相連接，從而使用測試下混頻器140’和950來產生和/或更新混頻系數ml、mr、ms和mi的一個或多個。為了減少紊亂，控制器940和乘法器906、908、919、921、922和932之間的連接用虛線示出。
第一測試加法器952能夠接收在測試下混頻器950被接收并且以因數0.91衰減的受限帶寬(即，濾波)LSI信道信息作為LSILim。第一測試加法器952還能夠接收被反相并乘以互相關因數-0.38的RSI受限帶寬信道信息RSILim，以及能夠加入衰減的LSILim信號。來自第一測試加法器952的結果信道信息然后可以在第一和第二測試混頻器956和958根據測試環繞混頻系數mi’和ms’被混頻，以分別產生測試混頻器950輸出信道信息LSO-ImLim和LSO-ReLim。類似地，第二測試加法器954能夠將被反相的以因數0.91衰減的RSILim信道信息，與乘以互相關因數0.38的LSILim信道信息相加。結果信道信息然后可以在第三和第四測試混頻器960和962根據測試環繞混頻系數ms’和mi’混頻以分別產生測試混頻器950輸出信道信息RSO-ReLim和RSO-ImLim。
控制器940還可以與測試下混頻器104’、以及第一、第二、第三和第四測試混頻器956、958、960和962相連接。控制器940能夠接收輸入信號的一個或多個LI、CI、RI、LFE、LSI和RSI信道信息，并且確定受限帶寬(即，濾波)信道信息，例如，在測試下混頻器950中使用LSILim和RSILim。控制器940還能夠接收輸出信道信息，例如來自全帶寬下混頻器901的輸出信道信息LO和RO，和/或來自測試下混頻器950的受限帶寬輸出信道信息LSO-IMLim、LSO-RELim、RSI-RELim和RSI-IMLim的信道信息，并且產生一個或多個混頻系數，例如如下所述使用測試下混頻器950的混頻系數ml、mr、mi和ms。控制器940還可以與提供用于控制器940的工作存儲器和程序存儲器的存儲設備942相連接。下混頻器900的操作將參考圖10的流程圖作出描述。
圖10是說明圖9下混頻器900的操作的流程圖。如圖10中所示，輸入信道信息在1000被接收，例如，輸入信道信息包括用于輸入信號LSI、LI、CI、LFE、RI和RSI信道的信息。一個或多個混頻系數可以在1002使用控制器940和測試下混頻器950產生，響應于參考的圖11-13和14-17如下所述的至少其中一個輸入信道信息。正如，LI、CI、LFE和RI信道信息可以在1004以如上根據圖3和圖4-6所述的類似方式混頻。此外，LFE信道的信息還可以在其分別在第一LI和RI混頻器902和904被混頻之前被放大，例如被放大兩倍。另外，在CI信道信息在第一LI和RI混頻器902和904混頻之前，CI信道信息可以通過使用乘法器906和908計算一個或多個混頻系數，例如，前部左和右信道混頻系數ml和mr。第一LI混頻器902產生LI’信道信息和第一RI混頻器904產生RI’信道信息。例如，以如上所述關于圖3-11的類似方式，LI’和RI’信道信息可以作為左和右輸出信號使用以用來產生混頻系數ml和mr。
通過分別使用第二LI混頻器910和第二RI混頻器914，LSI和RSI的信道分量可以在1006被加入到LI’和RI’信道信息。例如，在LSI信道信息于第二LI混頻器910與LI’信道信息混頻之前，LSI信道信息可以在乘法器919乘以混頻系數ms。類似地，在RSI信道信息于第二RI混頻器914與RI’信道信息混頻之前，RSI信道信息可以在乘法器919乘以混頻系數ms。任何前部信道信息的期望相移可以在1008由LI移相器912和RI移相器916提供以分別形成LO’和RO’信道信息。
同時或后續在混頻步驟1004、在相加步驟1006和在提供步驟1008之后，在1010，RSI和LSI信道的分量可以彼此相加。例如，RSI信道可以在反相器927被反相，并且在乘法器928被乘以例如-0.38的互相關因數，并且在LSI混頻器918與LSI信道信息混頻。在被LSI混頻器918混頻之前，LSI信道信息可以在乘法器929以例如0.91的某個因數衰減。以類似的方式，通過把LSI信道信息乘以例如-0.38的互相關因數，LSI信道的分量可以使用乘法器931被加入RSI信道，并且在RSI混頻器930與RSI信號混頻。在被RSI混頻器混頻之前，RSI信道可以在乘法器933以例如0.91的一個因數進行衰減。
在1012，通過將分別來自LSI混頻器918和RSI混頻器930的信道信息乘以混頻系數mi，可以計算各自的混頻系數，以分別形成LSI’和RSI’信道信息。
任何期望相移可以在1014提供用于環繞信道。例如，可以將一個相移提供給LSI移相器924的LSI’信道信息以形成LSO’信道信息，其中，該相位相對于LI移相器912提供的相位偏移90度。類似地，RSI’信道信息可以被RSI移相器934同相地移動以形成RSO’信道信息，其中，該相移相對于RI移相器916施加的相位偏移90度。
環繞信道信息和前部信道信息然后可以在1016混頻。例如，LSO’信道信息可以在LO混頻器936與LO’信道信息混頻，以形成輸出信號的LO信道，并且LO信道可以在1018被提供。類似地，RSO’信道信息可以在RO混頻器938與RO’信道信息混頻以形成輸出信號的RO信道，并且LO信道可以在1018被提供。
盡管產生步驟1002的混頻系數已經在圖10流程圖中的具體位置顯示，但是顯而易見的是，例如ml、mr、mi和ms的一個或多個混頻系數可以在下混頻器900操作過程中的任何時候通過控制器940產生。此外，混頻系數不需要同時被產生，而是可以在下混頻器900操作過程中的不同時間產生。通過以上關于圖3和圖4-6所述的類似方式，前部左和右信道混頻系數ml和mr可以使用控制器940和測試下混頻器104’產生，不再詳述。另外，從環繞混頻系數mi和ms的混頻系數產生可以獨立地完成前部信道混頻系數ml和mr的混頻系數產生。
例如，如圖3和圖11-13和14-17的流程圖所述，環繞混頻系數mi和ms的產生可以使用測試混頻器950由控制器940產生。如圖3中所示，輸入和輸出信道能量中的至少一個在300被確定。在300確定輸入和輸出信道能量中的至少一個將根據圖11的流程圖詳述。
圖11是說明在確定輸入信道能量中，控制器940的操作的流程圖，其用于產生例如測試環繞混頻系數mi’和ms’的至少一個測試環繞混頻系數。如圖11中所示，以根據圖4的接收步驟400所述的類似方式，用于LSI和RSI信道的輸入信道信息在1100在控制器940接收，例如，作為輸入信號的信號樣本。
輸入信道信息可以在1102通過控制器940濾波以產生受限帶寬輸入信道信息LSILim和RSILim信道信息。例如，以根據圖4的濾波步驟402所述的類似的方式，輸入信道信息可以使用有限脈沖響應濾波器在1102濾波，例如加強頻率和700-4000赫茲的頻率范圍。
受限帶寬輸出信道信息可以在1104在測試下混頻器950被確定為LSO的實部和虛部信道信息LSO-ReLim和LSO-ImLim，和RSO的實部和虛部信道信息，RSO-ReLim和RSO-ImLim為LSO-ReLim＝ms’*LSILim(等式23)LSO-ImLim＝mi’*(0.91*LSILim+.38*RSILim)(等式24)RSO-ReLim＝ms’*RSILim，和 (等式25)RSO-ImLim＝mi’*(-.91*RSILim-.38*LSILim)， (等式26)其中，ms’和mi’被初始化為值0.7。受限帶寬輸入信道能量可以在1106通過控制器940被確定用于LSI能量和RSI能量，它們分別為ELSILim和ERSILim，其中ELSILim＝ELSI2Lim，和 (等式27)ERSILim＝ERSI2Lim. (等式28)受限帶寬輸出信道能量可以在1108由控制器940確定分別為LSO信道能量的實分量和虛分量ELSO-ReLim和ELSO-ImLim，和RSO信道能量的實分量和虛分量ERSO-ReLim和ERSO-ImLim，其中ELSO-ReLim＝LSO-Re2Lim(等式29)ELSO-ImLim＝LSO-Im2Lim(等式30)ERSO-ReLim＝RSO-Re2Lim，和 (等式31)ERSO-ImLim＝RSO-Im2Lim(等式32)例如根據在410的平均，受限帶寬輸入和輸出信道能量可以用以上所述的類似方式通過控制器940在1110分別平均為LSI、RSI、LSO和RSO的平均能量，ELSISum、ERSISum、ELSOSum和ERSOSum，其中ELSISum＝ELSISum+ELSILim(等式33)ERSISum＝ERSISum+ERSILim(等式34)ELSOSum＝ELSOSum+ELSO-ReLim+ELSO-ImLim，和 (等式35)ERSOSum＝ERSOSum+ERSO-ReLim+ERSO-ImLim(等式36)在1112可以確定是否完成取平均值。當取平均值沒有完成時，流程回到接收步驟1100。當在1112確定完成取平均值時，總受限帶寬輸入和輸出信道可以在1114被控制器分別確定為EInLim和EOutLim，為EInLim＝ELSISum+ERSISum，和 (等式37)
EOutLim＝EISOSum+ERSOSum。
(等式38)回到圖3，當在300確定輸入和輸出信道能量的至少一個的時候，反饋常數可以在302被確定。反饋常數的確定步驟302將根據圖12的流程圖說明。
圖12是說明在確定反饋常數fbsi中控制器940操作的流程圖，反饋常數fbsi可以用于確定一個或多個用于測試下混頻器950的測試混頻系數，例如，測試環繞信道混頻系數mi’和ms’。如圖12所示，例如，在1114被確定的受限帶寬輸入和輸出能量可以通過控制器940在1200濾波器以形成濾波后的輸入和輸出受限帶寬能量SINLim和SOUTLim，為SINLim＝.98*SINLim+.02*EINLim，和 (等式39)SOUTLim＝.98*SOUTLim+.02*EOUTLim。
(等式40)這樣的濾波可以是低通濾波，并且可以使用具有例如70毫秒的時間常數的濾波器來完成。其它的時間常數可以被使用。
反饋常數fbsi可以在1202通過控制器940被確定為fbsi＝.98*fbsi+gfb*((SOUTLim/SINLim)-1)， (等式41)其中，gfb的值為0.04。將被使用的gfb值的考慮事項可以類似于根據上述關于圖5的產生步驟504所述。根據圖13將描述的是，當在302確定反饋常數時，一個或多個測試環繞混頻系數就可以在304通過控制器940產生。
圖13是說明控制器940在產生用于下混頻器900的測試環繞混頻系數時的操作流程圖，例如測試環繞信道混頻系數mi’和ms’。如圖13中所示，在1300確定在1202確定的反饋常數fbsi的值是否大于或等于零。當反饋常數不大于或等于零的時候，測試環繞混頻系數ms’的值在1302由控制器940設置為值ms’＝0-fbsi， (等式42)并且測試混頻系數mi’的值在1304被設置為值1。然而，當在1300確定反饋常數大于或等于零時，ms’的值在1306設置為零，在1380，mi’的值被設置為ml’＝1-fbsi(等式43)當mi’小于零時，mi’在1310被重新設置為值零。
在產生測試混頻系數mi’和ms’之后，測試環繞混頻系數mi’和ms’可以由控制器用來更新全帶寬下混頻器901所用的環繞混頻系數mi和ms。更新步驟1312可以用上述的類似方式來完成，例如根據圖6的更新步驟608。
例如，當LSI或RSI信道由相同信號一起驅動時，混頻系數mi可以在下混頻器900中用來衰減環繞信道的一個或兩者。環繞混頻系數mi可以由一個小反饋回路調整以保持輸入功率和輸出功率基本上相等。環繞混頻系數ms可以用來例如旁路90度移相器924和934，其中，ms可以控制被加到前部信道的大量交叉混頻的環繞信號，例如，在LSI和RSI不同相的情況中。當ms具有非零正值時，環繞輸入信道的相干信號可以在下混頻器900的90度相移通路和非90度相移通路中提供。
在至少某些環境中，在環繞混頻系數被下混頻器900使用之前或使用中，理想的是對一個或多個環繞混頻系數作出修改/調整，例如根據圖13被確定的環繞混頻系數mi和ms。隨著前部信道混頻系數ml和mr的產生，一個或多個環繞信道混頻系數mi和ms一般在測試下混頻器環境中產生。通過使用產生混頻系數mi和ms中的一個或兩者的測試下混頻器，該系數可以在全頻率范圍下混頻器中使用之前被另外修改/調整，其中，mi和ms的值可以被保持在測試下混頻器中以不干擾反饋。
環繞混頻系數mi和ms中的一個或兩者的值可以被調整來產生雙信道下混頻，其通過在有源方式(active manner)下改變前部信道和后部信道之間的能量比在主觀上接近原始的五信道下混頻。這類修改可以對于在環繞信道中存在太多混響的情況進行調整。前部信道和環繞信道中的能量比，F/S，可以被用來調整混頻系數mi和ms。該調整可以包括把mi和ms的至少一個或兩者都減少某個量，例如，對應于LSI和/或RSI信道信息的3dB，如下所述，其中F/S比大于1。此外，在某些情況中，理想的是在一個或多個輸入信道中主動尋找可聽聲音成分(即，非混響聲音信息)，例如，在環繞信道LSI和RSI的一個或兩者中。當可聽聲音成分存在時，應用于混頻系數mi和ms的3dB衰減可以被除去。
另外，環繞混頻系數mi和ms可以被調整來增強不同的聲音事件，例如，強調可能其強度不如在下混頻器900接收的出現在前部信道中的同時信號的環繞信道信號。聲音事件可以被認為是定向瞬態現象，例如，諸如喊叫或鼓擊的具有原始能量尖峰的聲音，并且，其中，關于瞬時方向的信息被保存(即，沒有被物體阻礙)。兩種類型的聲音事件可能是音節和脈沖聲。音節可以包括音素和音符。音素是瞬時聲音，其具有人類語音中單音(phone)的特征并且對于檢測和定位人類語音中的音節特別有用。音符是樂器產生的單獨的音符。因為音符和音素具有共同的特征，所以它們可以被一起稱為“音節”。音節通常具有下列特征大約至少50毫秒至大約200毫秒的有限持續時間，但一般是150毫秒左右；大約33毫秒的上升時間；通常不會比大約每0.2毫秒到大約0.5毫秒一次更頻繁地出現；和可能具有低或高的音量(幅度)。相反，脈沖聲可能是非常短持續時間的瞬態，比如鼓擊或摩擦(frictives)，以及語音中的爆破音。脈沖聲通常具有下列特征大約5毫秒到大約50毫秒的短持續時間，大約1毫秒到大約10毫秒的上升時間，以及高音量。
聲音事件可以被檢測，例如David H.Griesinger在2003年5月2日申請的、代理人記錄號11336/208、標題為″Sound Event Detection″(聲音事件檢測)的美國專利申請(尚未分配申請號)，其內容在此結合作為參考。例如，其中一個輸入信道的輸入能級中的增長速率可以用來檢測聲音事件的開始。例如，可以檢測LSI和RSI信道的一個或兩者中的增長速率，其中，混頻系數mi和/或ms的值可以被調整來允許聲音事件在雙信道混頻中比信號功率被完全保存的情況更為突出。例如，可以除去用于抗擊一個或多個輸入信道中的所檢測的混響信號的任何3dB衰減。聲音事件檢測器可以與任何輸入信道結合使用，并且具體輸入信道中的重要聲音事件的存在可以被用來觸發該信道中的能級的臨時提升。該提升可以通過增加例如混頻系數mi和ms的一個或多個混頻系數的值來完成。這類提升可以維持例如100到300毫秒。此外，該提升可以是例如對應相應的信道信息的1-3dB增益的提升，用于增強結果下混頻中低能級聲音事件的可聞度。
圖14-17是說明一個或多個環繞混頻系數的調整的流程圖。
圖14是說明控制器940在調整一個或多個混頻系數中操作的流程圖，例如環繞混頻系數mi和ms。如圖14中所示，輸入信道能量在1400確定。輸入信道能量的確定步驟1400在下面根據圖15的流程圖說明。當在1400確定輸入信道能量時，一個或多個例如mi和ms的混頻系數可以在1402調整。混頻系數調整步驟1402根據圖16-17的流程圖在下面說明。
圖15是說明控制器940在1400確定輸入信道能量中的操作的流程圖。輸入信道信息在1500接收，并且可以包括關于輸入信號的LI、RI、CI、LSI和RSI信道的信息。前部輸入信道LI、CI和RI信道的前部輸入信道能量可以在1502被確定為ELI、ECI和ERI，其中ELI＝LI2(等式44)ECI＝CI2和 (等式45)ERI＝RI2(等式46)IP信道信息可以在1500用以上根據圖4的接收步驟400所述的類似方式接收。總前部輸入信道能量可以在1504被確定為EFI，其中EFI＝ELI+ECI+ERI(等式47)環繞輸入信道能量可以在1506對LSI信道和RSI信道分別確定為ELSI和ERSI，其中ELSI＝LSI2和(等式48)ERSI＝RSI2(等式49)總環繞輸入信道能量ESI可以在1508被確定為ESI＝ELSI+ERSI (等式50)前部和環繞輸入信道能量可以在1510被分別平均為EFISum和ESISum，其中EFISum＝0.9*EFISum+0.1*EFI和(等式51)ESISum＝0.9*ESISum+0.1*ESI (等式52)取平均值1510可以用上述，例如根據圖4在410取平均值的類似方式來完成。
在1512可以確定取平均值是否完成。當取平均值沒有完成的時候，流程回到上述的1500接收輸入信道信息并且如上繼續下去。當在1512確定完成取平均值時，前部和環繞輸入信道平均值在1514被濾波為EFILim和ESILim，其中EFILim＝0.99*EFILim+0.01*(EFISum)和 (等式53)ESILim＝0.97*ESILim+0.03*(ESISum) (等式54)
一旦輸入信道能量在1400被確定，混頻系數就可以在1402根據圖16和17的流程圖所述而調整。
圖16是說明在1402中控制器940在調整一個或多個例如環繞混頻系數mi和ms的混頻系數中操作的流程圖。如圖16中所示，環繞能量提升因數SBF可以在1600被產生為SBF＝3*ESI-2*ESILim(等式55)然后，可以判斷平均環繞能量ESILim是否上升。這通過在1602確定平均環繞能量是否小于環繞能量提升因數而完成。當確定平均環繞能量小于環繞能量提升因數時，平均環繞能量就可以使用第一時間常數在1604取平均，例如為ESISum＝0.99*ESISum+0.01*SBF (等式56)例如，第一時間常數可以是大約150毫秒。
然而，當在1602確定平均環繞能量不小于能量提升因數時，平均環繞能量可以在1606使用第二時間常數被平均為ESISum＝0.999*ESISum+0.001SBF(等式57)其中，第二時間常數可以是例如大約1.5秒。
平均環繞輸入能量然后可以響應于環繞輸入能量的當前值來平均。例如，這可以通過步驟1602、1604和1606來完成。
前部/后部能量比，F/S，可以在1608被確定為平均前部信道和平均環繞信道輸入能量之間的能量比，為F/S＝(EFISum+1)/((1.2*ESISum)+1) (等式58)前部/環繞能量比可以是環繞輸入信道的偏置，例如，1.2dB。此外，前部/環繞能量比可以被限制在0.1和10的范圍內。例如，當前部/環繞功率比大于10時，前部/環繞能量比可以被設置為值10。當前部/環繞能量比小于0.1時，前部/環繞能量比可以被設置為值0.1。
混頻系數mi和ms可以響應于前部/環繞能量比而確定。這可以通過在1610確定前部/環繞能量比是否大于值4來完成。當前部/環繞能量比大于4時，混頻系數ms和mi可以在1612和1614被設置為ms＝0.71*ms和(等式59)mi＝0.71*mi (等式60)然而，當在1610確定前部/環繞能量比不大于4時，在1616可以判斷前部/環繞能量比大于或等于值2并且小于或等于值4。如果前部/環繞能量比大于或等于2并且小于或等于4，則混頻系數ms和mi可以分別在1618和1620被設置為ms＝0.8-0.045*(F/S-2)和(等式61)mi＝0.8-0.045*(F/S-2) (等式62)然而，如果在1616確定前部/環繞能量比不大于或等于2并且不小于或等于4，則混頻系數ms和mi可以在1622和1624被設置為ms＝1-0.2*(F/S-1)和 (等式63)ml＝1-0.2*(F/S-1) (等式64)此外，例如環繞混頻系數mi和ms的混頻系數值可以響應于作為環繞信道能級增長比S/I的環繞信道輸入能級的增長而調整。對響應于后部環繞信道輸入能級的混頻系數mi和ms的調整根據圖17的流程圖說明。
圖17是說明控制器940在調整一個或多個例如環繞混頻系數mi和ms的混頻系數中操作的流程圖，該調整響應于后部環繞輸入能量能級比S/I。如圖17中所示，后部環繞輸入能量比S/I在1700產生，其中S/I＝SBF/ESILim(等式65)其中，環繞能量提升因數根據圖16確定，并且ESILim根據圖15確定。然后在1702判斷第二環繞提升因數指示符SBF2是否小于環繞輸入能量比。當第二提升因數小于該能量比時，第二環繞提升因數在1704被設置為SBF2＝0.8SBF2+0.2S/I(等式66)然而，當第二環繞提升因數不小于環繞輸入能量比值時，第二環繞提升因數指示符可以在1706被設置為SBF2＝0.97SBF2+0.03S/I (等式67)其中，第二環繞提升因數在1704表示大約7毫秒的時間常數，和第二提升因數在1706表示大約70毫秒的時間常數。
第二環繞提升因數指示符可以響應于F/S而按比例決定。這通過在1708判斷F/S是否小于0.6而完成。當F/S小于0.6的時候，環繞提升因數指示符SBF可以被按比例決定為SBF2＝SBF2*(S/I*1.8)(等式68)
然而，當在1708確定F/S不小于0.6時，可以在1712判斷F/S是否大于1.8。當F/S大于1.8時，第二環繞提升因數可以在1714按比例被確定為SBF2＝SBF2/(S/I*0.6) (等式69)當第二環繞提升因數已經在1710或1714按比例確定時，或當在1712確定F/S不大于1.8時，在1716可以判斷F/S是否大于1.3。當在1716確定F/S大于1.3時，第二環繞提升因數可以在1718按比例確定為值1.3。當第二環繞提升因數在1718按比例確定時，或當F/S被確定不大于1.3時，在1720可以判斷F/S是否大于1。
當在1720確定F/S大于1時，第二環繞混頻系數ms和mi可以在1722和1724被設置為ms＝ms*SBF2和 (等式70)mi＝mi*SBF2 (等式71)當環繞混頻系數ms和mi在1722和1724已經被設置時，或當在1720確定F/S不大于1的時候，流程可以回到接收輸入信道信息1100并且根據圖11所述繼續下去。
盡管已經對用在下混頻中的用于基本上在輸出信號中保存輸入信號的能量和預定方向的混頻系數的產生之后出現的混頻系數的調整/修改做了說明，但是顯而易見的是，根據圖14-16所述的混頻系數的調整可以獨立于根據圖4-6和/或圖11-13所述的混頻系數的產生。此外，根據圖14-17作出的混頻系數調整可以在具體間隔作出，例如，下混頻器處理的音頻信號信息的每64個采樣，在此，例如，輸入信號的總采樣速率是每秒44100樣本。其它具體周期可以被用于調整/修改混頻系數。此外，下混頻器能夠以每秒44100樣本的抽樣速率來處理音頻信號。
盡管下混頻器100和900已經被描述為下混頻器或把具有3輸入信道和5.1輸入信道的輸入信號分別下混頻到具有2輸出信道的輸出信號，但是顯而易見的是，上述講述可以被應用于一個下混頻器，該下混頻器用于把具有任意數量輸入信道的輸入信號混頻到具有小于輸入信道數量的多個輸出信道的輸出信號。下混頻器100和900可以在一個或多個執行適當編程碼的微處理器上實現，編程碼存儲在微處理器的內部存儲器中和/或分別存儲在存儲設備120和942中。例如，一個或多個微處理器可以被充分地編程并且具有處理能力和其它硬件要求，以允許微處理器提供關于下混頻器100和900的在此所述的功能。此外，這些微處理器能夠提供任何數字信號處理、濾波或其它功能，用于在此所述的下混頻。
當下混頻器100或900處于運行中時，測試混頻器可以在一直產生混頻系數值中使用。使用例如測試混頻器104或測試混頻器950的測試混頻器的控制器可以不斷監控輸入和輸出能量，并且在適當的時間確定一個或多個混頻系數值以允許輸入信號的信號能量和預定方向在輸出信號中基本上保存。可替換地，控制器106可以監控全帶寬下混頻器的輸入和輸出信號能量，并且在當全帶寬輸出能量不等于全帶寬輸入能量時的環境中調用測試下混頻器來產生混頻系數值。
盡管前部信道和環繞信道混頻系數值已經在使用例如測試混頻器104和測試混頻器950的測試混頻器分別產生時說明，但是顯而易見的是當下混頻器正在把輸入信號下混頻到輸出信號時，混頻系數值可以使用全帶寬下混頻器確定。在這種環境中，可以不需要或提供測試混頻器。例如，控制器106可以確定全帶寬下混頻器的全帶寬輸入和全帶寬輸出信號的輸入能量，并且根據圖4-6和11-13的上述的類似方式來使用這個全帶寬能量產生和/或更新混頻系數值用于受限帶寬能量。另外，盡管測試下混頻器950被描述為與5.1信道下混頻器一起使用，但是顯然測試下混頻器950可以被用于產生環繞混頻系數值，該環繞混頻系數值可以被用于任何具有環繞信道下混頻能力的下混頻器。
提供能夠產生混頻系數的下混頻器，這樣輸入信號的能量和預定方向在輸出信號基本上保存。這類混頻系數產生可以在例如測試下混頻器中完成，其中，混頻系數的值可以更新到例如全帶寬下混頻器的非測試下混頻器。測試下混頻器可以對受限帶寬輸入信道信息進行操作，這樣可以產生加強人類收聽者可察覺的充分可聽的頻率的混頻系數值。此外，下混頻器能夠調整混頻系數值，其響應于多個輸入信道的某個組合的能量比(即，前部信道能量對后部信道能量的比，等等)。當下混頻輸入信號時，混頻系數可以調整，例如來加強所檢測的聲音事件的開始，比如來自樂器的音符、語音中的音節。另外或可替換地，混頻系數值可以被調整以在輸出信號提供輸入信號混響的更精確再現。另外，例如在解碼器，當下混頻的信號稍后被上混頻時，下混頻器能夠保存輸入信號的預定方向。解碼器能夠根據至少在此所述部分講述確定已經被下混頻的環繞信道信息是可以作為環繞信道信息被上混頻的環繞信道信息。
下混頻器100和900一般作為在一個或多個用于在此所述功能的微處理器上執行的程序編制實現。然而，下混頻器顯然可以使用任何硬件設備的組合和/或在一個或多個微處理器上執行的程序編制實現，以執行在此所述的功能。
類似地，控制器106和940可以包括被設計用于具體功能的硬件設備的任何組合(例如，包括能夠提供比如濾波、混頻以及類似功能的專用集成電路)。控制器106和940可以由一個或多個執行編程碼的微處理器組成，以實現根據控制器106和940所述的功能。
存儲設備120和存儲設備942可以由一個或多個固定或可移動的存儲設備組成，這些存儲設備包括但不限于固態介質、磁和光學介質。固態介質可以包括但不限于諸如ROM、PROM、EPROM、EEPROM，和任何類型的RAM的集成電路，以及諸如閃存介質卡(flash mediacard)的可移動的記憶存儲設備，和任何這些設備的派生存儲系統。磁介質可以包括但不限于磁帶和諸如軟盤和硬盤驅動器之類的磁盤。光學介質可以包括但不限于諸如壓縮光盤(Compact Disc)和數字視頻磁盤(Digital Video Disc)的光盤。一般來說，存儲設備120和942包括工作存儲器(RAM)部分和用于存儲編程碼的程序存儲器部分，用于任何微處理器來實現在此所描述的功能。此外，存儲設備120和942還包括用于存儲的充分的存儲介質，例如，上述用于把輸入信號下混頻到輸出信號的混頻系數表。
盡管下混頻器100和900，特別是控制器106和940已經在例如第一時段的具體時段平均輸入和輸出信號能量中具體說明，但是平均過程顯然可以在其它時段來完成。此外，當輸入和/或輸出信號能量沒有被平均時，顯而易見的是至少上述部分優點可以被實現。
此外，盡管已經描述了在測試混頻器中產生的一個或多個混頻系數，但是顯而易見的是，不需要提供測試混頻器，其中，當各自的全帶寬下混頻器正在把輸入信號下混頻到輸出信號時，在實現至少上述的一些優點的同時，混頻系數可以在全帶寬下混頻器102和901的操作過程中產生和/或調整。
雖然已經描述本發明的不同實施例，但是對于本領域普通技術人員顯而易見的是，更多的實施例和實現方式在本發明范圍內是可能的。因此，本發明在根據附加的權利要求和其等效物之外不受限制。
權利要求
1.一種產生用于把具有多個輸入信道的一個多信道輸入信號下混頻為具有多個輸出信道的一個輸出信號的混頻系數的方法，所述方法包括在輸入信號的多個輸入信道確定一個輸入能量；和產生至少一個響應于輸入能量的混頻系數，其中，輸入信號能量和輸入信號的出現方向基本上保存在輸出信號中。
2.根據權利要求1的方法，還包括為至少一個輸出信道確定一個輸出能量；其中，產生至少一個混頻系數包括響應于輸入能量的確定和輸出能量的確定來產生至少一個混頻系數，其中輸入信號能量、輸入信號的出現方向基本上保存在輸出信號中。
3.根據權利要求2的方法，還包括產生一個響應于輸入和輸出能量的反饋常數；其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于反饋常數的至少一個混頻系數。
4.根據權利要求3的方法，其中，反饋常數的產生包括產生響應于輸出能量對輸入能量之比的反饋常數。
5.根據權利要求3的方法，其中，反饋常數的產生包括對反饋常數進行平均。
6.根據權利要求3的方法，其中輸入能量的確定包括在第一時間周期對輸入能量進行平均，并且輸出能量的確定包括在第一時間周期對輸出能量進行平均；和產生反饋常數包括在第二時間周期對反饋常數進行平均。
7.根據權利要求6的方法，其中，第二時間周期包括第一時間周期的多個反復。
8.根據權利要求2的方法，還包括確定輸入信號的左輸入信道、中心輸入信道和右輸入信道中的至少一個；和確定輸出信號的左輸出信道和右輸出信道，響應于左和中心輸入信道中的至少一個的左輸出信道能量，和響應于右和中心輸入信道中的至少一個的右輸出信道能量；其中輸入能量的確定包括確定響應于左、中心、右輸入信道中的至少一個的輸入能量；和輸出能量的確定包括確定響應于左輸出信道和右輸出信道中的至少一個的輸出能量。
9.根據權利要求8的方法，還包括產生響應于輸入和輸出能量中的至少一個的至少一個反饋常數；其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于至少一個反饋常數的至少一個混頻系數。
10.根據權利要求9的方法，其中輸入能量的確定包括確定左信道總輸入能量和右信道總輸入能量中的至少一個，左信道總輸入能量響應于左和中心輸入信道的至少一個確定且右信道總輸入能量響應于右和中心輸入信道中的至少一個確定；輸出能量的確定包括左輸出信道能量和右輸出信道能量中的至少一個，左輸出信道能量響應于左和中心輸入信道中的至少一個，且右輸出信道能量響應于右和中心輸入信道中的至少一個來；和產生至少一個反饋常數包括產生響應于左信道總輸入能量和左信道輸出能量中的至少一個的左信道反饋常數，和產生響應于右信道總輸入能量和右信道輸出能量中的至少一個的右信道反饋常數；其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于左和右信道反饋常數中的至少一個的至少一個混頻系數。
11.根據權利要求10的方法，其中產生至少一個混頻系數包括產生響應于左信道反饋常數和右信道反饋常數中的至少一個的左信道混頻系數；和產生響應于左信道反饋常數和右信道反饋常數中的至少一個的右信道混頻系數。
12.根據權利要求10的方法，其中產生一個左信道反饋常數包括產生響應于左信道輸出能量對左信道總輸入能量之比的左信道反饋常數；和產生一個右信道反饋常數包括產生響應于右信道輸出能量對右信道總輸入能量之比的右信道反饋常數。
13.根據權利要求10的方法，其中確定左和右信道總輸入能量以及確定左和右信道輸出能量包括在第一時間周期對左和右信道總輸入能量以及左和右信道輸出能量進行平均；和產生至少一個反饋常數包括在第二時間周期對至少一個反饋常數進行平均。
14.根據權利要求13的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括在第二時間周期對至少一個混頻系數進行平均。
15.根據權利要求13的方法，其中第二時間周期包括第一時間周期的多個反復。
16.根據權利要求10的方法，其中輸入能量的確定包括確定輸入信號的低頻輸入信道；和左和右信道總輸入能量的確定包括響應于低頻輸入信道來確定左和右信道總輸入能量中的至少一個。
17.根據權利要求10的方法，其中輸入能量是一個前部信道輸入能量，輸出能量是一個前部信道輸出能量，并且至少一個生成的混頻系數是至少一個前部信道混頻系數，并且還包括確定左環繞輸入信道和右環繞輸入信道中的至少一個；確定左環繞輸出信道和右環繞輸出信道中的至少一個，響應于左環繞輸入信道和右環繞輸入信道的至少一個的左環繞輸出信道，和響應于左環繞輸入信道和右環繞輸入信道的至少一個的右環繞輸出信道；其中輸入能量的確定包括響應于左和右環繞輸入信道中的至少一個來確定一個環繞輸入信道能量，輸出能量的確定包括響應于左環繞輸出信道和右環繞輸出信道中的至少一個來確定環繞輸出信道能量，和確定至少一個混頻系數包括確定至少一個環繞混頻系數，這樣輸入信號的出現方向基本上被保存在輸出信號中，前部信道輸入能量基本上和前部輸出能量相等，并且環繞輸入能量基本上和環繞輸出能量相等。
18.根據權利要求17的方法，還包括把左和右環繞輸出信道中的至少一個相移90度以產生各自的左環繞相移輸出信道和右環繞相移輸出信道。
19.根據權利要求18的方法，還包括把至少如下之一進行混頻相移的左環繞輸出信道與左輸出信道，和相移的右環繞信道與右輸出信道；和至少形成如下之一響應于將相移的左環繞輸出信道與左輸出信道混頻的輸出信號的左輸出信道，和響應于將相移的右環繞信道與右輸出信道混頻的輸出信號的右輸出信道。
20.根據權利要求8的方法，其中左、中心和右輸入信道的確定包括對左、中心和右輸入信道進行濾波，并且還包括確定響應于有限帶寬的左和中心輸入信道中的至少一個的有限帶寬左輸入信道能量；確定響應于有限帶寬的右和中心信道中的至少一個的有限帶寬右輸入信道能量；確定響應于有限帶寬的左和中心輸入信道中的至少一個的有限帶寬左輸出信道能量；確定響應于有限帶寬的右和中心輸入信道中的至少一個的有限帶寬右輸出信道能量；其中，產生至少一個混頻系數包括響應于有限帶寬左輸入、右輸入、左輸出和右輸出信道能量中的至少一個的至少一個混頻系數。
21.根據權利要求20的方法，其中對左、中心和右輸入信道的濾波包括對左、中心、右輸入信道進行帶通濾波。
22.根據權利要求21的方法，其中所述帶通濾波包括在700-4000Hz頻帶中的帶通濾波。
23.根據權利要求2的方法，還包括確定輸入信號的左環繞輸入信道和輸入信號的右環繞輸入信道中的至少一個；和確定輸出信號的左環繞輸出信道和右環繞輸出信道中的至少一個，響應于左和右環繞輸入信道中的至少一個確定的左環繞輸出信道，響應于左和右環繞輸入信道中的至少一個確定的右環繞輸出信道；其中輸入能量的確定包括確定響應于左和右環繞輸入信道中的至少一個的輸入能量，并且輸出能量的確定包括確定響應于左和右環繞輸出信道中的至少一個的輸出能量。
24.根據權利要求23的方法，還包括產生響應于輸入和輸出環繞信道能量中的至少一個的反饋常數；其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于反饋常數的至少一個混頻系數。
25.根據權利要求24的方法，還包括確定左環繞輸出信道的左環繞輸出信道實部和左環繞輸出信道虛部；和確定右環繞輸出信道的右環繞輸出信道實部和右環繞輸出信道虛部；其中輸出能量的確定包括確定響應于輸出信號的左環繞實部、左環繞虛部、右環繞實部和右環繞虛部中的至少一個的輸出能量，和產生至少一個混頻系數包括響應于反饋常數來產生環繞虛部混頻系數和環繞實部混頻系數中的至少一個。
26.根據權利要求25的方法，其中，產生環繞虛部和環繞實部混頻系數中的至少一個包括產生響應于環繞虛部和環繞實部混頻系數中的另一個數值的環繞虛部和環繞實部混頻系數的至少一個。
27.根據權利要求26的方法，其中，產生環繞虛部和環繞實部混頻系數的至少一個包括當環繞虛部混頻系數的值低于1時，把環繞實部混頻系數的值設置為零。
28.根據權利要求26的方法，其中，產生環繞虛部和環繞實部混頻系數的至少一個包括當環繞實部混頻系數的值大于零時，把環繞虛部混頻系數的值設置為1。
29.根據權利要求25的方法，還包括確定前部左輸入信道、前部中心輸入信道和前部右輸入信道中的至少一個；確定響應于前部左、中心、右輸入信道中的至少一個的一個前部輸入信道能量；和確定響應于左環繞和右環繞輸入信道中的至少一個的一個環繞信道輸入能量；其中，產生環繞虛部和環繞實部混頻系數中的至少一個包括產生響應于一個前部/環繞能量比的環繞虛部和環繞實部混頻系數中的至少一個，其中前部/環繞能量比響應輸入信道能量和環繞輸入信道能量比來確定。
30.根據權利要求28的方法，其中，產生響應于前部/環繞能量比的環繞虛部和環繞實部混頻系數中的至少一個包括當所述前部/環繞比大于1時降低環繞實部混頻系數值和環繞虛部混頻系數值中的至少一個。
31.根據權利要求25的方法，還包括檢測一個聲音事件的開始；其中，確定環繞虛部混頻系數和環繞實部混頻系數中的至少一個包括確定響應于所述檢測的所述環繞虛部混頻系數和環繞實部混頻系數中的至少一個。
32.根據權利要求24的方法，其中，產生至少一個反饋常數包括產生響應于輸出信道能量對輸入信道能量之比的至少一個反饋常數。
33.根據權利要求32的方法，還包括對輸入能量和輸出能量中的至少一個進行濾波；其中，反饋常數的產生包括產生響應于濾波后的輸入和輸出能量中的至少一個的反饋常數。
34.根據權利要求33的方法，其中輸入信道能量的確定和輸出能量的確定包括在第一時間周期上對輸入能量和輸出能量進行平均；和產生至少一個反饋常數包括在第二時間周期上對至少一個反饋常數進行平均。
35.根據權利要求34的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括在第二時間周期上對至少一個混頻系數進行平均。
36.根據權利要求34的方法，其中，第二時間周期包括第一時間周期的多個反復。
37.根據權利要求1的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括從存儲設備檢索響應于輸入能量的至少一個混頻系數。
38.根據權利要求37的方法，其中確定輸入信號的前部左、前部中心和前部右輸入信道中的至少一個；和檢索至少一個混頻系數包括檢索響應于前部左和前部中心輸入信道、以及前部右和前部中心輸入信道中的至少一個之間的聲像移動角的至少一個混頻系數。
39.根據權利要求38的方法，還包括確定前部左信道輸入能量、前部中心信道輸入能量和前部右信道輸入信道能量中的至少一個，前部左輸入信道能量響應于前部左輸入信道來確定，前部中心輸入信道能量響應于前部中心輸入信道確定，以及前部右輸入信道能量響應于前部右輸入信道確定；確定前部左和前部中心輸入信道之間的一個聲像移動角包括確定響應于前部左和中心輸入信道能量的聲像移動角；和確定前部右和前部中心輸入信道之間的一個聲像移動角包括確定響應于前部右和中心輸入信道能量的聲像移動角。
40.根據權利要求38的方法，其中，至少一個產生的混頻系數是前部信道混頻系數，并且還包括產生響應于聲像移動角的至少一個環繞信道系數。
41.根據權利要求1的方法，還包括產生響應于至少一個生成的混頻系數的輸出信號。
42.根據權利要求1的方法，還包括把輸入信號的多個輸入信道下混頻為輸出信號的信道數以響應至少一個生成的混頻系數。
43.根據權利要求42的方法，其中，生成至少一個混頻系數包括在一個測試下混頻器環境中產生至少一個混頻系數，并且對多個輸入信號進行下混頻包括在非測試下混頻器環境中把輸入信號的多個輸入信道下混頻為輸出信號的輸出信道數。
44.根據權利要求1的方法，其中，輸入信號的輸入信道數是3、5、5.1和7之一。
45.根據權利要求44的方法，其中，輸出信號的輸出信道數為2。
46.根據權利要求1的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括產生左前部信道混頻系數、右前部信道混頻系數、左環繞信道混頻系數和右環繞信道混頻系數中的至少一個。
47.根據權利要求1的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括通過調整根據正弦/余弦聲像移動定律確定的混頻系數產生至少一個混頻系數。
48.根據權利要求1的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括為生成的混頻系數中的至少一個提供一個上限值和一個下限值中的至少一個。
49.根據權利要求1的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括根據反饋技術來產生至少一個混頻系數。
50.根據權利要求1的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括根據前饋技術來產生至少一個混頻系數。
51.根據權利要求1的方法，其中，多個輸入信道在數字上等于多個輸出信道。
52.根據權利要求1的方法，其中，多個輸入信道在數字上大于多個輸出信道。
53.一種用于把包括多個輸入信道的一個多信道輸入信號下混頻為包括多個輸出信道的一個輸出信號的下混頻器，包括用于接收輸入信號的至少一個輸入信道的輸入信號源；一個與輸入信號源耦合的控制器，它能夠在輸入信號的多個輸入信道處確定一個輸入能量，和產生響應于輸入能量的至少一個混頻系數，其中，輸入信號能量和輸入信號的出現方向基本上被保存在輸出信號中。
54.根據權利要求53的下混頻器，其中，控制器還能夠為至少一個輸出信道確定一個輸出能量；其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于輸入能量和輸出能量的至少一個混頻系數，這樣輸入信號能量，和輸入信號的出現方向基本上被保存在輸出信號中。
55.根據權利要求54的下混頻器，其中，控制器還能夠產生響應于輸入和輸出信道能量中的至少一個的至少一個反饋常數，其中，控制器能夠產生響應于至少一個反饋常數的至少一個混頻系數。
56.根據權利要求55的下混頻器，其中，能夠確定輸入和輸出能量的控制器包括能夠在第一時間周期確定輸入和輸出能量的控制器。
57.根據權利要求56的下混頻器，其中，能夠確定至少一個反饋常數的控制器包括能夠在第二時間周期上對至少一個反饋常數進行平均的控制器。
58.根據權利要求57的下混頻器，其中，能夠生成至少一個混頻系數的控制器包括能夠在第二時間周期上對生成的混頻系數中的至少一個進行平均的控制器。
59.根據權利要求57的下混頻器，其中，第二時間常數包括第一時間常數的多重反復。
60.根據權利要求54的下混頻器，其中，確定輸入和輸出能量中的至少一個的控制器包括能夠對輸入和輸出能量中的至少一個進行濾波的控制器，其中，能夠生成至少一個混頻系數的控制器包括產生響應于至少一個濾波的輸入和輸出能量的混頻系數中的至少一個。
61.根據權利要求53的下混頻器，其中，能夠產生至少一個混頻系數的控制器包括能夠產生左前部信道混頻系數、右前部信道混頻系數、左環繞信道混頻系數和右環繞信道混頻系數中的至少一個的控制器。
62.根據權利要求53的下混頻器，其中，控制器還能夠把輸入信號的多個輸入信道下混頻為輸出信號的信道數，以響應于至少一個生成的混頻系數。
63.根據權利要求53的下混頻器，其中，輸入信號的輸入信道數是3、5、5.1和7之一。
64.根據權利要求63的下混頻器，其中，輸出信號的輸出信道數為2。
65.根據權利要求53的下混頻器，其中，能夠生成至少一個混頻系數的控制器包括能夠通過根據一個正弦/余弦聲像移動定律確定的一個混頻系數來產生至少一個混頻系數。
66.根據權利要求53的下混頻器，其中，能夠生成至少一個混頻系數的控制器包括能夠限制至少一個生成的混頻系數的一個較高值和一個較低值的控制器。
67.根據權利要求53的下混頻器，還包括一個與控制器耦合的存儲設備；其中，能夠產生至少一個混頻系數的控制器包括能夠從存儲設備中檢索響應于輸入信道能量的至少一個混頻系數的控制器。
68.根據權利要求67的下混頻器，還包括控制器能夠確定輸入信號的前部左、前部中心和前部右輸入信道中的至少一個；能夠檢索至少一個混頻系數的所述控制器包括檢索響應于前部左和前部中心輸入信道、以及前部右和前部中心輸入信道中的至少一個之間的聲像移動角的至少一個混頻系數。
69.根據權利要求53的下混頻器，其中，多個輸入信道在數字上等于多個輸出信道。
70.根據權利要求53的下混頻器，其中，多個輸入信道在數字上大于多個輸出信道。
71.一種用于產生混頻系數的下混頻器，用于把具有多個輸入信道的多信道輸入信號下混頻為具有多個輸出信道的一個輸出信號，包括用于在輸入信號的多個輸入信道處確定輸入能量的裝置；和用于產生響應于輸入能量的至少一個混頻系數的裝置，其中，輸入信號能量、輸入信號的出現方向基本上被保存在輸出信號中。
72.根據權利要求71的下混頻器，還包括用于為至少一個輸出信道確定一個輸出能量的裝置；其中，用于產生至少一個混頻系數的裝置產生響應于輸入能量和能量的至少一個混頻系數，其中輸入信號能量、輸入信號的出現方向基本上被保存在輸出信號中。
73.根據權利要求72的下混頻器，還包括產生響應于輸入和輸出能量的反饋常數的裝置；其中，用于產生至少一個混頻系數的裝置產生響應于反饋常數的至少一個混頻系數。
74.一種使用在下混頻器的處理器上的存儲介質，所述下混頻器用于產生混頻系數，其用于把具有多個輸入信道的多信道輸入信號下混頻為具有多個輸出信道的一個輸出信號，包括被編程用于在輸入信號的多個輸入信道確定輸入能量的第一存儲器部分；和被編程用于產生響應于輸入能量的至少一個混頻系數的第二存儲器部分，其中，輸入信號能量、輸入信號的出現方向基本上被保存在輸出信號中。
75.根據權利要求74的存儲介質，還包括被編程用于為至少一個輸出信道確定一個輸出能量的第三存儲器部分；其中，被編程用于生成至少一個混頻系數的第二存儲器部分包括產生響應于輸入能量和能量的至少一個混頻系數，這樣輸入信號能量和輸入信號的出現方向基本上被保存在輸出信號中。
76.根據權利要求75的存儲介質，還包括被編程用于產生響應于輸入和輸出能量的一個反饋常數的第四存儲器部分；其中，被編程用于生成至少一個混頻系數的第二存儲器部分包括產生響應于反饋常數來的至少一個混頻系數。
77.一種產生用于把具有多個輸入信道的多信道輸入信號下混頻為具有多個輸出信道的一個輸出信號的混頻系數的方法，包括在輸入信號的多個輸入信道確定輸入能量；和產生響應于輸入能量的至少一個混頻系數。
78.根據權利要求77的方法，還包括在至少一個輸入信道中檢測一個聲音事件的開始，其中產生至少一個混頻系數包括產生響應于第一輸入能量和檢測到的聲音事件的開始的至少一個混頻系數。
79.根據權利要求78的方法，其中，確定一個輸入能量包括為至少一個輸入信道確定第一輸入能量；和為至少另一輸入信道確定第二輸入能量；其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于第一輸入能量、第二輸入能量以及檢測到的聲音事件的開始的至少一個混頻系數。
80.根據權利要求79的方法，還包括確定第一和第二輸入能量的能量比；其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于能量比和檢測到的聲音事件的開始的至少一個混頻系數。
81.根據權利要求77的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于輸入能量的至少一個混頻系數，其中，輸入信號的出現方向基本上被保存在輸出信號中。
82.根據權利要求77的方法，其中，多個輸入信道在數字上等于多個輸出信道。
83.根據權利要求77的方法，其中，多個輸入信道在數字上大于多個輸出信道。
84.根據權利要求77的方法，其中，產生至少一個混頻系數包括增加至少一個混頻系數的值。
85.一種用于把包括多個輸入信道的一個多信道輸入信號下混頻為包括多個輸出信道的一個輸出信號的下混頻器，包括用于接收輸入信號的至少一個輸入信道的輸入信號源；一個與輸入信號源耦合的控制器，能夠在輸入信號的多個輸入信道確定輸入能量，在至少一個輸入信道中檢測一個聲音事件的開始；和產生響應于輸入能量和檢測到的聲音事件的開始的至少一個混頻系數。
86.根據權利要求85的下混頻器，其中，能夠產生至少一個混頻系數的控制器包括能夠增加至少一個混頻系數的值的控制器。
87.根據權利要求85的下混頻器，其中，能夠確定輸入能量的控制器所包括的控制器能夠為至少一個輸入信道確定第一輸入能量；和為至少另一輸入信道確定第二輸入能量；其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于第一輸入能量、第二輸入能量以及檢測到的聲音事件的開始的至少一個混頻系數。
88.根據權利要求87的下混頻器，進一步包括的控制器能夠確定第一和第二輸入能量的能量比；其中，產生至少一個混頻系數包括產生響應于能量比和檢測到的聲音事件的開始的至少一個混頻系數。
89.根據權利要求85的下混頻器，其中，能夠生成至少一個混頻系數的控制器包括產生響應于輸入能量和檢測到的聲音事件的開始的至少一個混頻系數，其中，輸入信號的出現方向基本上被保存在輸出信號中。
90.根據權利要求85的下混頻器，其中，多個輸入信道在數字上等于多個輸出信道。
91.根據權利要求85的下混頻器，其中，多個輸入信道在數字上大于多個輸出信道。
全文摘要
本發明公開了一種方法和系統，用于產生將具有多個輸入信道的多信道輸入信號下混頻到具有多個輸出信道的輸出信號的一個或多個混頻系數。可以產生混頻系數來響應下混頻(輸出)信號和到下混頻器的輸入信號之間能量對比，這樣輸入信號的能量和預定方向基本上保存在輸出信號中。此外，或者可替換地，混頻系數產生可以將例如在環繞輸入信道接收的輸入信號的預定方向保存在輸出信號的至少一個輸出信道。混頻系數值可以在測試下混頻器環境中產生。此外，一個或多個混頻系數可以通過檢索預定的混頻系數值來產生。此外，或者可替換地，一個或多個混頻系數可以響應多個輸入信道的輸入能量產生。
文檔編號H04S3/00GK1650528SQ03809499
公開日2005年8月3日 申請日期2003年5月2日 優先權日2002年5月3日
發明者D·H·格里辛格 申請人:哈曼國際工業有限公司